温度场下电磁轨道炮枢轨接触分析
发布时间：2022-04-23 11:16
枢轨间接触特性分析一直是电磁轨道发射技术中的一个重要研究领域。尽管电磁轨道发射技术不断提升,但是枢轨间复杂的接触状态导致转捩发生、轨道磨损导致发射装置寿命降低,仍是制约电磁轨道发射装置实际应用的关键问题。因此本文考虑枢轨间接触电阻和接触压力的变化,应用有限元软件对电枢和轨道进行电磁-热-力耦合场计算,并在此基础上研究枢轨摩擦磨损特性,提出了应用电磁热止裂技术对含裂纹轨道损伤自修复的可行性。具体工作内容如下:采用有限元软件对电枢和轨道接触表面的温度场和应力场进行分析,计算过程中考虑了各个时刻接触电阻随接触压力的变化情况,同时研究了焦耳热和摩擦热共同作用下对电枢和轨道破坏的影响。研究发现,枢轨间接触电阻的变化趋势与脉冲电流、接触压力变化曲线呈负相关。轨道上温度和热应力呈阶梯状分布,且最大值发生发射初始位置;电枢表面熔化区域由尾部边缘向头部传播。电枢熔化在发射初期迅速形成,熔化深度不断加深,发射后期电枢熔化程度逐渐平缓。考虑枢轨材料弹性模量和硬度随温度变化规律,应用Archard磨损模型分析温度对枢轨间磨损量的影响。研究发现,枢轨间磨损量主要发生在电枢表面,且最大磨损量集中在电枢尾翼边缘区域...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 枢轨接触特性研究
1.2.2 枢轨间磨损仿真研究
1.2.3 电磁热止裂技术研究
1.3 本文研究内容
第2章 电磁轨道炮的温度场与应力场仿真分析
2.1 引言
2.2 电磁轨道炮热源分析及仿真计算模型
2.2.1 枢轨间接触表面热源分析
2.2.2 枢轨仿真分析模型
2.3 轨道接触表面多物理场耦合仿真分析
2.3.1 有限元模型仿真条件设置
2.3.2 轨道接触区域温度场分析
2.3.3 轨道接触区域应力场分析
2.4 电枢接触表面多物理场耦合仿真分析
2.4.1 电枢接触表面温度场分析
2.4.2 电枢接触表面应力场分析
2.5 本章小结
第3章 基于温度场下枢轨间磨损分析
3.1 引言
3.2 枢轨磨损机理及接触特性分析
3.2.1 基于ANSYS仿真的磨损计算模型
3.2.2 枢轨磨损仿真条件设置
3.2.3 枢轨磨损接触特性分析
3.3 枢轨接触面受温度影响下磨损分析
3.3.1 枢轨接触材料性质与温度的关系
3.3.2 温度作用下杨氏模量的变化对磨损的影响
3.3.3 温度作用下硬度的变化对磨损的影响
3.3.4 磨损仿真分析网格验证
3.4 本章小结
第4章 基于电磁热对含裂纹轨道损伤自修复探索
4.1 引言
4.2 理想裂纹尖端放电止裂技术研究
4.2.1 电磁热止裂技术强化机理分析
4.2.2 垂直于轨道表面的裂纹尖端数值分析
4.2.3 平行于轨道表面的裂纹尖端数值分析
4.3 含不同裂纹模型的轨道电磁-热-应力分析
4.3.1 轨道表面裂纹模型仿真设计
4.3.2 横向裂纹尖端不同张角的对比分析
4.3.3 纵向裂纹尖端不同张角的对比分析
4.3.4 含裂纹轨道仿真计算结果网格验证
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]C形一体电枢的结构设计及接触压力分析[J]. 范薇,苏子舟,范天峰,张涛,张洪海,刘勇. 兵工学报. 2019(10)
[2]接触电阻对电磁轨道炮电磁场影响分析[J]. 刘畅,刘峰,刘新民. 火炮发射与控制学报. 2020(01)
[3]电磁轨道炮发展趋势及其关键控制技术[J]. 李阳,秦涛,朱捷,曹月,张杰. 现代防御技术. 2019(04)
[4]国外电磁轨道炮的发展现状与作战效能分析[J]. 伍尚慧. 军事文摘. 2018(21)
[5]对含镦粗裂纹的20CrMnTi锻件电磁热止裂强化的分析[J]. 郑丽娟,赵俊召,苑晓斌,李登科,毕计风,付宇明. 塑性工程学报. 2018(05)
[6]电磁轨道材料表面损伤及强化技术研究现状[J]. 闫涛,刘贵民,朱硕,杜林飞,惠阳. 材料导报. 2018(01)
[7]16Mn模具钢电磁热止裂与激光熔覆再修复的数值模拟研究[J]. 高中堂,谭金强,郭卫,张传伟. 热加工工艺. 2017(24)
[8]基于物质点法的轨道炮刨削机理三维数值研究[J]. 吴金国,林庆华,弯港,金涌,李海元,栗保明. 爆炸与冲击. 2017(02)
[9]退火温度对6201铝合金硬度的影响[J]. 陈庆强,赵志浩,朱庆丰,王高松,李展志,闫玮. 材料热处理学报. 2016(12)
[10]电磁轨道炮的三维电热力耦合数值模拟[J]. 何勇,谢龙,宋盛义,王刚华,张毫. 海军工程大学学报. 2016(S1)
博士论文
[1]方口径电磁轨道发射装置导轨及壁板的力学分析[D]. 何威.燕山大学 2013
[2]电枢—轨道载流滑动接触面摩擦磨损研究[D]. 肖铮.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]电磁发射装置电枢轨道摩擦磨损研究[D]. 冯勇.燕山大学 2018
[2]电磁发射装置转捩机理研究与优化设计[D]. 黄立阳.燕山大学 2017
[3]电接触理论在电力机车受电弓滑板中的应用研究[D]. 董讷.辽宁工程技术大学 2006
本文编号：3647065
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 枢轨接触特性研究
1.2.2 枢轨间磨损仿真研究
1.2.3 电磁热止裂技术研究
1.3 本文研究内容
第2章 电磁轨道炮的温度场与应力场仿真分析
2.1 引言
2.2 电磁轨道炮热源分析及仿真计算模型
2.2.1 枢轨间接触表面热源分析
2.2.2 枢轨仿真分析模型
2.3 轨道接触表面多物理场耦合仿真分析
2.3.1 有限元模型仿真条件设置
2.3.2 轨道接触区域温度场分析
2.3.3 轨道接触区域应力场分析
2.4 电枢接触表面多物理场耦合仿真分析
2.4.1 电枢接触表面温度场分析
2.4.2 电枢接触表面应力场分析
2.5 本章小结
第3章 基于温度场下枢轨间磨损分析
3.1 引言
3.2 枢轨磨损机理及接触特性分析
3.2.1 基于ANSYS仿真的磨损计算模型
3.2.2 枢轨磨损仿真条件设置
3.2.3 枢轨磨损接触特性分析
3.3 枢轨接触面受温度影响下磨损分析
3.3.1 枢轨接触材料性质与温度的关系
3.3.2 温度作用下杨氏模量的变化对磨损的影响
3.3.3 温度作用下硬度的变化对磨损的影响
3.3.4 磨损仿真分析网格验证
3.4 本章小结
第4章 基于电磁热对含裂纹轨道损伤自修复探索
4.1 引言
4.2 理想裂纹尖端放电止裂技术研究
4.2.1 电磁热止裂技术强化机理分析
4.2.2 垂直于轨道表面的裂纹尖端数值分析
4.2.3 平行于轨道表面的裂纹尖端数值分析
4.3 含不同裂纹模型的轨道电磁-热-应力分析
4.3.1 轨道表面裂纹模型仿真设计
4.3.2 横向裂纹尖端不同张角的对比分析
4.3.3 纵向裂纹尖端不同张角的对比分析
4.3.4 含裂纹轨道仿真计算结果网格验证
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]C形一体电枢的结构设计及接触压力分析[J]. 范薇,苏子舟,范天峰,张涛,张洪海,刘勇. 兵工学报. 2019(10)
[2]接触电阻对电磁轨道炮电磁场影响分析[J]. 刘畅,刘峰,刘新民. 火炮发射与控制学报. 2020(01)
[3]电磁轨道炮发展趋势及其关键控制技术[J]. 李阳,秦涛,朱捷,曹月,张杰. 现代防御技术. 2019(04)
[4]国外电磁轨道炮的发展现状与作战效能分析[J]. 伍尚慧. 军事文摘. 2018(21)
[5]对含镦粗裂纹的20CrMnTi锻件电磁热止裂强化的分析[J]. 郑丽娟,赵俊召,苑晓斌,李登科,毕计风,付宇明. 塑性工程学报. 2018(05)
[6]电磁轨道材料表面损伤及强化技术研究现状[J]. 闫涛,刘贵民,朱硕,杜林飞,惠阳. 材料导报. 2018(01)
[7]16Mn模具钢电磁热止裂与激光熔覆再修复的数值模拟研究[J]. 高中堂,谭金强,郭卫,张传伟. 热加工工艺. 2017(24)
[8]基于物质点法的轨道炮刨削机理三维数值研究[J]. 吴金国,林庆华,弯港,金涌,李海元,栗保明. 爆炸与冲击. 2017(02)
[9]退火温度对6201铝合金硬度的影响[J]. 陈庆强,赵志浩,朱庆丰,王高松,李展志,闫玮. 材料热处理学报. 2016(12)
[10]电磁轨道炮的三维电热力耦合数值模拟[J]. 何勇,谢龙,宋盛义,王刚华,张毫. 海军工程大学学报. 2016(S1)
博士论文
[1]方口径电磁轨道发射装置导轨及壁板的力学分析[D]. 何威.燕山大学 2013
[2]电枢—轨道载流滑动接触面摩擦磨损研究[D]. 肖铮.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]电磁发射装置电枢轨道摩擦磨损研究[D]. 冯勇.燕山大学 2018
[2]电磁发射装置转捩机理研究与优化设计[D]. 黄立阳.燕山大学 2017
[3]电接触理论在电力机车受电弓滑板中的应用研究[D]. 董讷.辽宁工程技术大学 2006
本文编号：3647065
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